MBSE培训课程体系（选修）-中科信软培训

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MBSE培训课程体系（选修）

（按技术专题划分选修）

根据国际系统工程学会（INCOSE）定义、主流培训机构的课程设置及企业岗位需求，将“基于模型的系统工程”课程体系划分为以下八大专题课程，供学员根据技术方向和职业需求自主选修。

第一部分：按技术专题划分（八大专题）

专题一：MBSE基础与体系框架

项目	内容
课程名称	MBSE基础与体系框架
培训对象	系统工程师、技术管理者、研发工程师、高校学生
培训目标	使学员建立MBSE的系统性认知，理解系统工程核心活动、MBSE发展历程与价值主张，掌握主流MBSE方法论框架。
培训内容	• 系统工程基础：系统工程定义、核心活动（需求分析/功能分析/架构综合）、V模型开发流程 • MBSE概念与价值：从文档驱动到模型驱动的演进、MBSE三大支柱（语言/工具/方法）、MBSE收益与挑战 • INCOSE MBSE倡议：国际系统工程学会MBSE发展路线图、行业应用现状 • 主流方法论对比：MagicGrid方法论、Harmony流程、OPM、ARCADIA框架 • 建模框架与架构：模型分层原则、问题域与解决域划分、黑盒与白盒视图 • 数字工程与生命周期：将MBSE与PLM、ALM、配置管理和数字主线计划连接 • MBSE成熟度模型：评估组织MBSE能力等级、实施路线图规划 • 行业标准融合：与ARP 4754A、DO-178C、ISO 26262等认证框架对齐 • 组织转型策略：从文档式到模型驱动工程的过渡方法 • 风险管理与模型驱动安全：危险分析、功能安全与模型生态集成 • MBSE工具链概述：建模工具、仿真工具、文档生成工具链 • 案例研究定义：贯穿课程的典型系统案例（无人机/卫星/汽车）

专题二：SysML建模语言核心

项目	内容
课程名称	SysML建模语言核心
培训对象	系统工程师、架构师、建模人员、MBSE实践者
培训目标	使学员系统掌握SysML这一MBSE核心建模语言的语法与语义，精通九种图元的应用场景与建模规范，能够阅读和理解SysML模型内容。
培训内容	• SysML概览：SysML与UML关系、语言架构、四大支柱（结构/行为/需求/参数） • 包图（Package Diagram）：包图符号、系统分解为包、建模包依赖关系 • 需求图（Requirement Diagram）：需求图符号、指定需求、定义需求结构、需求关系 • 用例图（Use Case Diagram）：识别参与者、识别用例、用例关系建模 • 块定义图（Block Definition Diagram）：结构块、建模块属性、定义块之间的关系 • 内部块图（Internal Block Diagram）：可视化块部分、连接器链接部分、定义端口 • 状态机图（State Machine Diagram）：识别状态、定义状态转换事件、指定信号与效果 • 活动图（Activity Diagram）：定义活动、指定参数、建模控制流与数据流 • 序列图（Sequence Diagram）：建模生命线、建模消息、交互片段、时间约束 • 参数图（Parametric Diagram）：定义约束块、绑定约束属性与值属性 • 分配关系：逻辑与物理架构、分配关系、分配矩阵 • 横切结构建模：跨领域关系、可追溯性、一致性维护

专题三：SysML v2新特性与迁移

项目	内容
课程名称	SysML v2新特性与迁移实践
培训对象	已掌握SysML v1的系统工程师、MBSE实践者、工具链负责人
培训目标	使学员了解SysML v2的核心改进与新增特性，掌握v2建模语言的核心概念，能够从v1平滑迁移到v2，利用v2提升建模效率与表达力。
培训内容	• SysML v2概览：v2设计目标、与v1核心差异、语言架构演进 • 定义与使用分离：Terminology/Concept、Definition vs Usage、Decomposition • 命名空间与模型结构：Packages and Namespace、System Architecture vs Model Structure • MagicGrid in v2：Problem Domain（黑盒/白盒）、Solution Domain • 需求建模增强：Text-Based Requirements、Constraint-Based Requirements、Best Practices • 结构建模增强：Part Usage and Definition、Port Usages and Definitions、Connecting Parts • 视图与视点：Viewpoint Overview、Filtering、Rendering • 行为建模增强：Actions and Perform Actions、Use Case Scenarios • 状态建模增强：State Usages and Definitions、Exhibit States、Transitions • 交互建模增强：Occurrences and Suboccurrences、Individuals、Events and Messages • 分析建模：Analysis Cases、Trade Studies、Verification Cases • 迁移策略与实践：v1到v2迁移路径、工具支持、实战演练

专题四：主流MBSE工具实践（Cameo/CATIA Magic）

项目	内容
课程名称	主流MBSE工具实践（Cameo/CATIA Magic）
培训对象	MBSE工具使用者、系统建模人员、工具管理员
培训目标	使学员掌握主流MBSE建模工具的核心功能，精通Cameo Systems Modeler/CATIA Magic的操作，能够独立完成系统模型构建。
培训内容	• 工具架构认知：用户界面、项目结构、视图管理、模型库 • 工具基础操作：Tool Fundamentals、User Interface Overview、Smart Manipulators • 模型元素创建：包、块、需求、用例、活动、状态等元素创建 • 图元绘制技巧：各类图元的绘制技巧、智能操作器、快捷方式 • 模型导航：浏览器导航、超链接、追溯、查询 • 模型验证：语法检查、完整性检查、一致性检查 • 文档生成：模型报告生成、自定义模板、文档导出 • 自定义报告：Velocity Template Language、MagicDraw对VTL的扩展 • 宏与脚本自动化：API介绍、常用类、代码位置、示例练习 • 多用户协同：Teamwork Cloud集成、版本控制、权限管理 • 与其他工具集成：Matlab、Simulink、Modelica集成 • 工程实践：完整系统建模演练（无人机/卫星案例）

专题五：需求工程与模型化需求管理

项目	内容
课程名称	需求工程与模型化需求管理
培训对象	需求工程师、系统分析师、项目管理人员
培训目标	使学员掌握基于模型的需求工程方法，精通需求建模、跟踪、验证及变更管理技术，能够构建完整的需求追溯链。
培训内容	• 需求工程基础：利益相关者识别、需求获取、需求分类、优先级划分 • 从用例到系统需求：用例图分析、用例与需求映射 • 需求建模技术：需求图创建、需求层次结构、需求属性定义 • 需求类型：文本需求、约束需求、性能需求、接口需求 • 需求关系建模：包含/派生/复制/满足/验证关系、追溯链接 • 需求结构定义：需求分解、需求分配、需求依赖 • 需求跟踪矩阵：需求-功能-结构-测试的完整追溯链 • 测试用例验证：通过测试用例验证需求、可测试性设计 • 需求变更管理：变更影响分析、版本控制、基线管理 • 需求质量检查：需求完整性、一致性、正确性验证 • 需求可追溯性工具：追溯矩阵、覆盖度分析 • 工程实践：复杂系统需求建模与完整追溯链构建

专题六：系统架构与行为建模

项目	内容
课程名称	系统架构与行为建模实战
培训对象	系统架构师、设计工程师、MBSE建模人员
培训目标	使学员掌握系统架构设计与行为建模核心技术，能够构建清晰的系统结构模型和完整的行为描述模型。
培训内容	• 黑盒视图建模：定义结构块（黑盒视图）、块定义图、块属性 • 系统数据字典：定义系统数据字典、数据类型、值类型 • 白盒视图建模：内部块图、可视化块部分、连接器链接部分 • 端口与接口：定义端口、定义项目流和接口块 • 系统约束建模：定义约束块、绑定约束属性与值属性、参数化 • 状态机行为建模：识别状态、状态转换事件、指定信号与效果 • 活动图建模：定义活动、指定参数、建模控制流与数据流 • 序列图建模：建模生命线、建模消息、交互片段、时间约束 • 行为执行与仿真：执行状态机、执行活动、行为验证 • 逻辑与物理架构分配：逻辑组件到物理组件的分配、部署建模 • 分配矩阵：构建分配矩阵、可视化分配关系 • 架构分析：依赖分析、耦合度评估、架构度量

专题七：模型仿真与分析验证

项目	内容
课程名称	模型仿真与分析验证
培训对象	仿真工程师、验证工程师、质量保证人员
培训目标	使学员掌握模型仿真与验证技术，能够通过可执行模型、基于场景的测试和仿真分析提前发现设计不一致之处，加速验证与确认流程。
培训内容	• 模型仿真基础：架构仿真、行为仿真、参数仿真概述 • 活动图仿真：执行活动、控制流验证、数据流验证 • 状态机图仿真：执行状态机、状态转换验证、事件响应 • 序列图仿真：交互行为验证、消息时序验证 • 参数图仿真：约束验证、参数绑定、方程求解 • 需求自动验证：通过仿真自动验证需求满足性 • 分析用例（Analysis Cases）：权衡研究、敏感度分析 • 权衡研究（Trade Studies）：多方案评估、决策支持 • 验证用例（Verification Cases）：需求满足性验证、测试用例关联 • 联合仿真技术：与Matlab、Modelica等工具协同仿真 • 系统运行可视化仿真：SysDeSim.Rvz工具、可视化调试 • 工程实践：无人机/卫星系统仿真验证案例

专题八：MBSE与数字工程集成

项目	内容
课程名称	MBSE与数字工程集成实践
培训对象	企业架构师、技术负责人、数字化转型领导者
培训目标	使学员掌握MBSE与企业数字工程体系的集成方法，理解数字主线、数字孪生、多学科协同等概念，能够推动MBSE在企业级的规模化应用。
培训内容	• 数字工程体系：数字工程概念、数字主线、数字孪生与MBSE关系 • PLM集成：将MBSE与产品生命周期管理系统连接 • ALM集成：与应用生命周期管理工具协同 • 仿真工具集成：与Matlab、FMU、Modelica跨平台集成 • 多学科联合仿真：机电软控一体化联合仿真 • 配置管理集成：模型版本控制、基线管理、变更追溯 • 自动代码生成：从模型生成代码、模型驱动开发 • 测试用例生成：从模型自动生成测试用例 • 文档自动化：从模型生成标准符合性文档 • 与行业标准对齐：ARP 4754A、DO-178C、DO-254、ISO 15288 • 供应链协同：与供应商模型交换、模型库共享 • 工程实践：装备研制/智能系统/作战推演数字孪生案例

第二部分：八大专题课程体系全景

专题	课程名称	核心内容	培训对象
一	MBSE基础与体系框架	系统工程、方法论、MBSE三大支柱	系统工程师、技术管理者
二	SysML建模语言核心	九大图元语法与语义	系统工程师、建模人员
三	SysML v2新特性与迁移	v2语言演进、迁移策略	已掌握v1的实践者
四	主流MBSE工具实践	Cameo/CATIA Magic操作	工具使用者、建模人员
五	需求工程与模型化需求管理	需求建模、跟踪、验证	需求工程师、系统分析师
六	系统架构与行为建模	结构建模、行为建模	系统架构师、设计工程师
七	模型仿真与分析验证	可执行模型、权衡研究	仿真工程师、验证工程师
八	MBSE与数字工程集成	数字主线、多学科协同	企业架构师、技术负责人

三、学习路径建议

学员类型	推荐学习路径	学习目标
系统工程入门者	专题一 → 专题二 → 专题四	建立MBSE基础认知，掌握SysML语言与工具操作
SysML v1使用者	专题三 + 专题四	掌握SysML v2新特性，实现平滑迁移
系统架构师/设计者	专题五 → 专题六 → 专题七	掌握需求、架构、行为建模与仿真验证
工具管理员/方法专家	专题四 + 专题八	精通工具操作，掌握企业级集成方法
项目经理/技术负责人	专题一 + 专题八	建立MBSE战略视野，推动组织级应用
仿真工程师	专题七 + 专题八	掌握模型仿真与联合仿真技术
MBSE专职团队	全八专题	建立完整MBSE知识体系

四、课程体系特色

特色	说明
完整能力覆盖	从方法论→建模语言→工具实践→需求工程→架构建模→行为建模→仿真验证→数字工程集成，完整覆盖MBSE全链路能力栈
语言演进覆盖	以SysML v1为核心，同时覆盖SysML v2新特性，适应技术演进
方法论贯穿	以MagicGrid为核心方法论，贯穿建模全流程
工具链完整	覆盖Cameo/CATIA Magic、SysDeSim等主流工具
仿真验证专项	专题七系统构建模型仿真与验证能力
数字工程集成	专题八覆盖与PLM/ALM/仿真工具集成
工程实践贯穿	每个专题均设置综合性实战项目，学员可积累可直接复用的系统模型

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